導(dǎo)讀：有刷直流電機(jī)控制非常簡(jiǎn)單，連接直流電源，微型電機(jī)啟動(dòng)后旋轉(zhuǎn)，不需要其他電子設(shè)備參與;如要反向旋轉(zhuǎn)，將直流電源線對(duì)調(diào)即可;要調(diào)整轉(zhuǎn)速，只需升高或降低電壓。

微型電機(jī)的應(yīng)用非常廣，各種電動(dòng)產(chǎn)品都少不了用到微型電機(jī)，在微型電機(jī)中，我們有無刷和有刷直流電機(jī)之分，而無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速、使用壽命都超過有刷直流電機(jī)。

在微型電機(jī)應(yīng)用中，大部分產(chǎn)品采用的還是微型有刷直流電機(jī)，如電動(dòng)工具中的角磨機(jī)、電動(dòng)螺絲刀等都是用的有刷直流電機(jī)，運(yùn)行噪音較大、電刷也容易磨損，為何不采用更好的無刷電機(jī)呢?

對(duì)于電動(dòng)工具而言，噪音的來源來自于工作噪音，而非電機(jī)，無刷電機(jī)成本高、控制器比較復(fù)雜并且出現(xiàn)故障后較難排除，所以還是選擇成本較低的有刷直流電機(jī)，有刷直流電機(jī)控制簡(jiǎn)單而且價(jià)格比無刷電機(jī)要低得多，所以大多數(shù)廠家還是選擇了有刷直流電機(jī)。

▍不要忽視微型有刷直流電機(jī)

從無刷直流電機(jī)的出現(xiàn)，有刷直流電機(jī)就開始沒落，但有刷直流電機(jī)一直是低成本的可靠選擇，有刷直流電機(jī)磁極方向跳轉(zhuǎn)是通過固定位置的接觸點(diǎn)來完成的，該接觸點(diǎn)在微型電機(jī)轉(zhuǎn)子上與電觸點(diǎn)相對(duì)連接。固定觸點(diǎn)一般是石墨制成，和其他的金屬材料相比，石墨不會(huì)熔斷或者與旋轉(zhuǎn)觸點(diǎn)焊接在一起，而且這個(gè)觸點(diǎn)是彈簧承載的，能夠持續(xù)地獲得接觸壓力。

早在幾十年前，有刷直流電機(jī)的優(yōu)勢(shì)變開始衰落，更多產(chǎn)品開始使用無刷電機(jī)，如磁盤驅(qū)動(dòng)器、打印機(jī)等，無刷電機(jī)沒有電刷磨損，所以不會(huì)引起電磁干擾，導(dǎo)致有刷直流電機(jī)使用量急劇下降。即使從有刷直流電機(jī)到無刷電機(jī)產(chǎn)生巨大的改變，但是無刷電機(jī)的成本太高了，在可以滿足必要的性能、足夠的可靠性的前提下，微型有刷直流電機(jī)仍然是很好的選擇，如玩具汽車、按摩用品、美容用品等等。

基本上有刷直流電機(jī)不需要電子控制裝置，只要在有刷直流電機(jī)與電源接上兩根電纜開關(guān)即可，能降低大量成本。

有刷直流電機(jī)的工作依賴于定子與轉(zhuǎn)子電磁場(chǎng)之間的相互作用，這些電磁場(chǎng)被控制，從而周期性的在定子和轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生引力和斥力，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)(所有電機(jī)都是如此)

有刷直流電機(jī)在其電樞上繞有大量的線圈，所產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)與外部磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

有刷直流電機(jī)控制非常簡(jiǎn)單，連接直流電源，微型電機(jī)啟動(dòng)后旋轉(zhuǎn)，不需要其他電子設(shè)備參與;如要反向旋轉(zhuǎn)，將直流電源線對(duì)調(diào)即可;要調(diào)整轉(zhuǎn)速，只需升高或降低電壓。

有刷直流電機(jī)在機(jī)殼有一對(duì)電刷，這對(duì)電刷通過換向器觸點(diǎn)將施加的電流引到電樞線圈上，每個(gè)金屬板覆蓋近180°的電樞，微型電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流、電刷、換向器金屬板和兩個(gè)微電機(jī)繞組之間電流回路每轉(zhuǎn)半圈就會(huì)自動(dòng)切換一次，所以有刷電機(jī)就無需外部控制器，能自身產(chǎn)生電樞旋轉(zhuǎn)所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

▍有刷直流微電機(jī)電樞磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互作用

微電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)能通過微電機(jī)本身的固定線圈上產(chǎn)生，也能通過永磁體產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)方向也要反轉(zhuǎn)，才能使微電機(jī)保持旋轉(zhuǎn)，由于線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是不停切換的，并且被外部線圈或永磁體產(chǎn)生產(chǎn)生的磁場(chǎng)吸引或排斥。永磁體的使用范圍僅限于微型電機(jī)，如電動(dòng)玩具，在尺寸和重量都合理的情況下，磁體的強(qiáng)度并不足夠大。但使用稀土材料的永磁體改變了這種情況，無論是微電機(jī)還是勵(lì)磁線圈的設(shè)計(jì)都需要權(quán)衡尺寸、重量、控制因素。

這是一個(gè)簡(jiǎn)單版本的有刷直流電機(jī)，使用永磁體產(chǎn)生定子磁場(chǎng)，用回形針作為電刷，用小線圈作為電樞繞組線圈，通電后即可運(yùn)行，所有的有刷直流電機(jī)都的結(jié)構(gòu)都是簡(jiǎn)單而基本。

▍定子的勵(lì)磁線圈配置

定子的勵(lì)磁線圈有多種配置，最常見的配置是串聯(lián)繞組，分流繞組和復(fù)合繞組(串聯(lián)和分流的組合)。在串聯(lián)繞組式電動(dòng)機(jī)中，勵(lì)磁線圈與電樞線圈(通過電刷)串聯(lián);在分流繞組式電動(dòng)機(jī)中，勵(lì)磁線圈與電樞線圈并聯(lián)(“分流”是用于“并聯(lián)”的另一種表述方式)。

在串聯(lián)繞組結(jié)構(gòu)中，勵(lì)磁線圈S1-S2與電樞線圈A1-A2串聯(lián); 對(duì)于分流繞組，勵(lì)磁線圈F1-F2與電樞線圈A1-A2并聯(lián); 對(duì)于復(fù)合方式，勵(lì)磁線圈S1-S2串聯(lián)，F(xiàn)1-F2與電樞線圈A1-A2并聯(lián)。

每種布線方式都提供了不同的控制、速度性能以及扭矩，啟動(dòng)和運(yùn)行轉(zhuǎn)矩以及處理負(fù)載變化的能力。一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)對(duì)定子的勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子的電樞繞組使用獨(dú)立的勵(lì)磁控制，以獲得更大的靈活性和更嚴(yán)格的控制。

雖然無刷電機(jī)的不少的優(yōu)點(diǎn)，但是成本問題一直沒有得到解決，如今的有刷直流電機(jī)性能正在逐漸提高，雖然微電機(jī)的設(shè)計(jì)方式有許多方面沒有改變，但是任然有兩個(gè)重要的發(fā)展：一是永磁體得到了廣泛應(yīng)用;二是IC與電子開關(guān)被用于線圈驅(qū)動(dòng)和功能反饋。

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